CN103611184A - 一种复合半透膜的水凝胶及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种复合半透膜的水凝胶及其制备方法，包括半透膜及水凝胶功能层，所述水凝胶功能层的一面贴覆在所述半透膜上；所述水凝胶功能层由质量百分含量为10%～90%的亲水性高分子材料和90%～10%的水组成，通过物理交联、化学交联及辐射交联中的任意一种或两种以上的方法组合制备而成。本发明制备的水凝胶材料既具有水凝胶的含水高、生物相容性好等优异性能，又具有半透膜水分释放的速率可控特点，延长水凝胶的使用时间，同时半透膜一侧能够与其他附件如胶带等进一步组合，以满足更为复杂的功能需求。

Description

一种复合半透膜的水凝胶及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种复合半透膜的水凝胶及其制备方法。

背景技术

水凝胶材料在使用往往需要复合某种支撑材料来保持一定的形状、发挥特定的功能。比如在医用敷料上的应用，水凝胶材料有着良好的生物相容性、随形性、透气性及透明度，所复合的支撑材料也需要有良好的随形性、透气性及透明度，且达到一定的抗剥离强度，这样的复合材料在保持一定形状的同时才不会影响水凝胶材料本身的优良性能。目前常见的支撑材料如海绵、泡沫材料、无纺布等，存在随形性差、透明度差等不足。相比之下，很多半透膜材料有着良好的随形性、透气性以及透明度。如2012年1月25日公开的中国专利申请201110161595.5提供了一种创伤敷料的制备工艺，实现水凝胶与高弹性的聚氨酯膜结合，但因为该敷料的制备过程中添加了小分子光引发剂，小分子引发剂多有毒性。而在聚合过程中这种小分子引发剂多残留在聚合物的末端或残留在水凝胶中，在临床应用上存在一定的安全隐患。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种半透膜与水凝胶功能层之间达到良好的剥离强度，并且在使用过程中，吸水、吸收生理盐水、吸附药液等液体后，能够保持良好的剥离强度的复合半透膜的水凝胶及其制备方法。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种复合半透膜的水凝胶，包括半透膜及水凝胶功能层，所述水凝胶功能层的一面贴覆在所述半透膜上；

其中，所述水凝胶功能层由质量百分含量为10%～90%的亲水性高分子材料和90%～10%的水组成，通过物理交联、化学交联及辐射交联中的任意一种或两种以上的方法组合制备而成。

本发明的有益效果是：半透膜与水凝胶功能层形成的复合材料，充分发挥了水凝胶材料透明度高、透气性好、随形性优异的优势，在半透膜的支撑作用下，能任意裁切并保持良好形状，且复合材料的半透膜一侧是干燥面，能够进一步复合胶带等附件。复合半透膜的水凝胶功能层可以根据使用需求选择特定的透气率的半透膜，延长水凝胶功能层的使用时间。复合半透膜的水凝胶功能层在发挥水凝胶自身性能的同时，极大的拓展了使用功能与应用范围。

水凝胶功能层由质量百分含量为10%～90%的亲水性高分子材料和90%～10%的水组成，通过物理交联、化学交联、辐射交联中一种或两种及两种以上的组合制备而成。凭借优异的保水性，水凝胶有着极为广泛的应用。在农业上，可制成保水剂，能明显提高土壤的保水能力，降低肥料的流失，提高利用率；在改造沙漠方面，可应用于树木、花草的根部，一次浇水后将水固定于树木或其他植物根部，随后慢慢释放出来，从而提高了植物的成活率；在卫生材料方面，可用来制成医用床垫，是神经外科、妇产科、急救中心等卧床病人吸污用的理想材料；在医疗卫生领域，由于水凝胶具有一定的含水量、良好的生物相容性且柔软有弹性，可作为敷料广泛应用于伤口护理、烧烫伤治疗、眼部护理、压疮预防及缓释药物等；水凝胶制成的保冷材料可在0℃以下保持柔软，且保冷时间长，可用于高热病人的降温和冷敷，同时也是疫苗及生化药品保冷、储存和运输的理想材料；在其他方面，水凝胶可用作油田钻井泥浆的失水剂，可制成包装材料的保湿剂、吸湿机及工业脱水剂，船舶涂料添加剂，防水密封材料，化学保冷剂，蓄冷剂，污泥固化剂，复合吸水材料等。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，所述亲水性高分子材料为天然亲水性高分子材料和/或合成亲水性高分子材料。

进一步，所述天然亲水性高分子材料为多糖类和/或蛋白质类。

进一步，所述多糖类包括淀粉、纤维素、甲基纤维素、羧甲基纤维素、羟丙基纤维素、琼脂、角叉菜胶、阿拉伯胶、果胶、黄原胶、海藻酸及透明质酸中的任意一种或两种以上的混合。

进一步，所述蛋白质类包括明胶、骨胶、聚谷氨酸、聚赖氨酸、纤维蛋白、弹性蛋白及角蛋白中的任意一种或两种以上的混合。

进一步，所述合成亲水性高分子材料为聚丙烯酰胺、聚丙烯酸、聚丙烯酸盐、聚乙烯基吡啶、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇、聚马来酸酐、聚季胺盐、聚乙二醇、聚氧化乙烯及聚乙烯吡咯烷酮中的任意一种或两种以上的混合。

进一步，所述半透膜为聚胺酯薄膜、热塑性聚氨酯薄膜、尼龙薄膜、镀铝薄膜、涂布高阻隔薄膜、双向拉伸聚丙烯薄膜、低密度聚乙烯薄膜、高密度聚乙烯薄膜、流延聚丙烯薄膜、热收缩膜、静电膜、核孔膜中的任意一种。

进一步，所述物理交联包括冷冻处理法、冻结部分脱水法、反复冻结熔融法及冻结低温结晶法中的任意一种或两种以上的组合；

所述化学交联包括热聚合交联、引发剂引发交联、光聚合交联、辐照交联、等离子体引发聚合交联及电解聚合交联中的任意一种或两种以上的组合。

本发明解决上述技术问题的另一技术方案如下：一种复合半透膜的水凝胶的制备方法，包括以下步骤：在所述水凝胶功能层成型前或预成型后，通过物理方法紧密贴覆在所述半透膜上，然后进行辐射加工，使得所述半透膜与所述水凝胶功能层紧密复合。

进一步，所述物理方法为涂布或灌装中的任意一种。

进一步，所述进行辐射加工使用的是钴源或电子加速器中的任意一种。

附图说明

图1为本发明复合半透膜的水凝胶的结构示意图；

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、半透膜，2、水凝胶功能层。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

一种复合半透膜的水凝胶，包括半透膜及水凝胶功能层，所述水凝胶功能层的一面贴覆在所述半透膜上；

其中，所述水凝胶功能层由质量百分含量为10%～90%的亲水性高分子材料和90%～10%的水组成，通过物理交联、化学交联及辐射交联中的任意一种或两种以上的方法组合制备而成。

所述亲水性高分子材料为天然亲水性高分子材料和/或合成亲水性高分子材料。所述天然亲水性高分子材料为多糖类和/或蛋白质类。所述多糖类包括淀粉、纤维素、甲基纤维素、羧甲基纤维素、羟丙基纤维素、琼脂、角叉菜胶、阿拉伯胶、果胶、黄原胶、海藻酸及透明质酸中的任意一种或两种以上的混合。所述蛋白质类包括明胶、骨胶、聚谷氨酸、聚赖氨酸、纤维蛋白、弹性蛋白及角蛋白中的任意一种或两种以上的混合。

所述合成亲水性高分子材料为聚丙烯酰胺、聚丙烯酸、聚丙烯酸盐、聚乙烯基吡啶、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇、聚马来酸酐、聚季胺盐、聚乙二醇、聚氧化乙烯及聚乙烯吡咯烷酮中的任意一种或两种以上的混合。

所述半透膜为聚胺酯薄膜、热塑性聚氨酯薄膜、尼龙薄膜、镀铝薄膜、涂布高阻隔薄膜、双向拉伸聚丙烯薄膜、低密度聚乙烯薄膜、高密度聚乙烯薄膜、流延聚丙烯薄膜、热收缩膜、静电膜、核孔膜中的任意一种。

所述物理交联包括冷冻处理法、冻结部分脱水法、反复冻结熔融法及冻结低温结晶法中的任意一种或两种以上的组合；所述化学交联包括热聚合交联、引发剂引发交联、光聚合交联、辐照交联、等离子体引发聚合交联及电解聚合交联中的任意一种或两种以上的组合。

一种复合半透膜的水凝胶的制备方法，包括以下步骤：在所述水凝胶功能层成型前或预成型后，通过涂布或灌装紧密贴覆在所述半透膜上，然后使用钴源或电子加速器进行辐射加工，使得所述半透膜与所述水凝胶功能层紧密复合。

以下通过几个具体的实施例以对本发明进行具体的说明：

实施例1

将质量百分比8%的聚乙烯吡咯烷酮和2%卡拉胶配制成水溶液，经物理方法预成型后，使用涂布工艺涂与聚氨酯薄膜上形成卷材，再经钴源辐射处理，辐射剂量18kGy，得到复合聚氨酯膜的水凝胶，该材料在吸水达溶胀率500%时，仍保持水凝胶与膜的紧密结合。

实施例2

将聚丙烯酰胺做浸润处理，之后配制成质量百分比60%的水溶液，在0.08MPa下排泡，之后灌装至一定形状的托盘中，贴覆聚对苯二甲酸乙二酯膜，再经钴源辐射35kGy，形成复合聚对苯二甲酸乙二酯膜的水凝胶材料，在吸水达溶胀率1400%时仍保持水凝胶与膜的紧密结合。

实施例3

将质量百分比为16%的海藻酸钠、0.8%的透明质酸、1%的丙二醇配制成水溶液，快速搅拌的同时滴加交联剂CaCl2水溶液，随即涂布在低密度聚乙烯薄膜上，使用电子加速辐射42kGy，得到复合低密度聚乙烯薄膜的水凝胶，在吸水达溶胀率1200%时仍保持水凝胶与膜的紧密结合。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种复合半透膜的水凝胶，其特征在于：包括半透膜及水凝胶功能层，所述水凝胶功能层的一面贴覆在所述半透膜上；

其中，所述水凝胶功能层由质量百分含量为10%～90%的亲水性高分子材料和90%～10%的水组成，通过物理交联、化学交联及辐射交联中的任意一种或两种以上的方法组合制备而成。

2.根据权利要求1所述的复合半透膜的水凝胶，其特征在于：所述亲水性高分子材料为天然亲水性高分子材料和/或合成亲水性高分子材料。

3.根据权利要求2所述的复合半透膜的水凝胶，其特征在于：所述天然亲水性高分子材料为多糖类和/或蛋白质类。

4.根据权利要求3所述的复合半透膜的水凝胶，其特征在于：所述多糖类包括淀粉、纤维素、甲基纤维素、羧甲基纤维素、羟丙基纤维素、琼脂、角叉菜胶、阿拉伯胶、果胶、黄原胶、海藻酸及透明质酸中的任意一种或两种以上的混合。

5.根据权利要求3所述的复合半透膜的水凝胶，其特征在于：所述蛋白质类包括明胶、骨胶、聚谷氨酸、聚赖氨酸、纤维蛋白、弹性蛋白及角蛋白中的任意一种或两种以上的混合。

6.根据权利要求2所述的复合半透膜的水凝胶，其特征在于：所述合成亲水性高分子材料为聚丙烯酰胺、聚丙烯酸、聚丙烯酸盐、聚乙烯基吡啶、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇、聚马来酸酐、聚季胺盐、聚乙二醇、聚氧化乙烯及聚乙烯吡咯烷酮中的任意一种或两种以上的混合。

7.根据权利要求1至6任一项所述的复合半透膜的水凝胶，其特征在于：所述半透膜为聚胺酯薄膜、热塑性聚氨酯薄膜、尼龙薄膜、镀铝薄膜、涂布高阻隔薄膜、双向拉伸聚丙烯薄膜、低密度聚乙烯薄膜、高密度聚乙烯薄膜、流延聚丙烯薄膜、热收缩膜、静电膜、核孔膜中的任意一种。

8.根据权利要求1至6任一项所述的复合半透膜的水凝胶，其特征在于：所述物理交联包括冷冻处理法、冻结部分脱水法、反复冻结熔融法及冻结低温结晶法中的任意一种或两种以上的组合；所述化学交联包括热聚合交联、引发剂引发交联、光聚合交联、辐照交联、等离子体引发聚合交联及电解聚合交联中的任意一种或两种以上的组合。

9.一种复合半透膜的水凝胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：在所述水凝胶功能层成型前或预成型后，通过物理方法紧密贴覆在所述半透膜上，然后进行辐射加工，使得所述半透膜与所述水凝胶功能层紧密复合。

10.根据权利要求9所述的复合半透膜的水凝胶的制备方法，其特征在于，所述物理方法为涂布或灌装中的任意一种；所述进行辐射加工使用的是钴源或电子加速器中的任意一种。

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